从计量角度看气体报警器的安装及检定

陈志杰

摘 要：本文主要从计量标准概念着手，分析了气体报警器的计量装置安装与检定重要性与目的。然后对计量标准配套设备与工作原理，对其不确定度、测量的范围、稳定性以及重复性等进行探讨，以保证气体报警器运行的安全性。

关键词：计量角度；气体报警器；安装；检定

中图分类号：TM925 文献标识码：A

气体的报警器源自日本，属于国外的一种成熟产品，在国内直到20世纪70年代的初期才研发可燃气体的报警器，近几年，产品的数量逐渐增加，在天然气、石油化工以及煤矿等领域应用比较广泛，可以帮助企业及时发现安全问题，确保生产的安全性。但是因为大部分可燃气体的检测报警器原理是催化燃烧，其传感器中心部分的催化元件有一定寿命，并且应用可燃气体的报警器，容易影响到催化元件寿命与使用环境，如：长期在低浓度的报警环境、高温高湿的工作环境以及受到高浓度可燃气体的冲击等，都会降低可靠性，加大报警的误差，延后响应的时间。所以，相关技术机构要构建可燃气体的报警器计量标准，根据相关规定进行性能评估，并形成气体报警器的检定计量评估标准，以便检定气体报警器。

1.气体的报警器安装

1.1 安装报警的控制器

如果电磁场比较强，则在很大程度上会影响到报警的控制器，在进行报警的控制器安装过程中，先要对周围环境进行检查，判断有没有较强的电磁场，若存在强电磁场，则不可以安装。由于发生可燃气体的泄露，会使报警控制发生声光报警的情况，所以在进行报警控制器安装时，应选择阀门、管道接口、出气口或易泄漏处附近方圆1m的范围内，尽可能靠近，但不要影响其他设备操作；同时尽量选择管理人员容易听到和看到的位置，这样一旦出现气体的泄露，可以及时发现，同时告知相关人员处理。还要实时维护报警的控制器， 在安装是位置不能过高，需要方便相关人员的处理，高度通常在160cm～170cm之间。

1.2 安装探测器

在安装探测器的过程中，需要明确监测区域中可燃气体泄漏点，对泄露方向、压力以及泄露量等因素进行分析，同时明确适用燃气的种类，对空气密度和泄露气体密度大小进行比较。由于煤制气与天然气比较轻，一旦泄露就会飘到上空，而液化石油气相较于空气较重，一旦泄露就会下沉，按照这些因素对探测器的安装高度进行选定。按照检测区域空间高度与大小等因素，对探测器安装数量进行确定，确保在气体泄露的时候可以覆盖到每个位置，避免发生监测的盲区。

2.可燃气体报警器的检定

2.1 可燃气体报警器检定的注意事项

在检定可燃气体的报警器时，需要根据JJG693-2011《可燃气体检测报警器检定规程》规定与要求来执行，同时详实做好检定的记录，方便以后进行查看。并且在检定的过程中，应该注意以下几项：其一，采取和仪器检测提起种类一样气体标准的物质，如果仪器没有注明检测气体的种类，可采取丙烷或是异丁烷气体标准的物质。其二，在检定以前，需要对探头周围环境情况进行检查，明确附近有没有可燃性气体。若存在可燃气体，需要先充入特定量洁净的空气以后，再持续通入标准的样气，确保检定准确性。并且需要咨询相关企业，报警器有没有连接电磁阀的联动装置，如果存在连接，需要提前将联动装置接触，防止为企业带来损失。其三，在现场进行气体报警器检定时，因为报警控制与探测器一般不处于同一个区域中，需要响应时间的记录人员与检定人员进行协调配合，并且在通标准气体时，检定人员需要及时告知相关记录的人员，防止出现时间差，导致记录结果受到影响。

3.计量标准性能的考核

3.1 计量的标准器以及主要的配套设备

主要包含有效的期限、标准气体的名称、检定的部分、浓度以及供应商等。

3.2 关键性技术的指標

在计量标准中，关键性技术指标与计量检定的装置不确定度、测量范围有着直接关系。本次计量检定的装置所用有证气体的标准物质是i-C4H10/Air类气体标准的物质，其标准物质的证书号是GBW（E）0081671，测量范围在（0～100）%LEL之间，其中U为1.0%、k为3。

3.3 环境的条件

通常情况下，计量检定的装置所用环境需要符合计量检定的规定流程条件，主要包含大气压力、温度与湿度。

3.4 量值的溯源与传递

为把测量结果数值和国家的计量基准相联系，相关人员应编制量值的溯源图，通过比较链方式表示计量检定的装置计量特性和给定量计量基准间的相关性。

3.5 稳定性

检定装置稳定性表示计量标准可以保证计量特定伴随时间维持不变的能力，标准使用标准器是有效期中有证的标准气体消耗情况，无法实施稳定性的考核。同时根据JJF1033-2016《计量标准考核规范》本标准的稳定不需要进行考核。

3.6 重复性

检定装置重复性指的是在同一个测量的条件下，对同一被测量的测示值接近能力进行重复测量。不仅需要新建计量的标准，而且要实施重复性的实验，同时提供测得重复性的数据，然后对计量标准进行重复性的实验，一年至少一次，同时对实验数值能不能符合要求进行判断。所用浓度是40%LEL异丁烷，则需要对气体检修检测，测定次数不可以低于10次。还要对单次测定的结果实验标准差进行计算，如果数值小于不确定度计算重复性的最大值，就与相关要求相符。

通过本装置对一台常规的可燃气体检测报警器作10次重复性测量，所得数据见表1。

表1重复测量结果

实验标准差：

=0.35%LEL

以上重复性数据小于测量不确定度评定中引用的测量重复性数据，则认为符合要求。

3.7 对结果不确定度进行检定与校准

在进行气体报警器检定时，需要全面分析计量标准测量过程与测量方法，构建不确定的评估数学模型分析，对不确定度来源进行探索，同时逐项定量评估与分析，再对不确定度进行扩展和合成。本次计量标准的不确定源自以下几个方面：可燃气体环境因素、报警器分辨力、标准的气体以及重复性的测定过程等，经过结果扩展和合成、各个分量分析，得出不确定度是1.0%，与相关要求相符合。

3.8 验证检定或是校准的结果

验证校准或是检定结果，主要指的是实验验证给出校准或是检定结果可信的程度。因为验证结论和测量的不确定度相关，所以在很大程度上，验证结论能够对所校准或是检定结果不确定度合理性进行判断。

具体验证方式为：选定一台GP-85N型可燃气体报警器，使用本计量标准装置进行测量，得到的示值误差测量结果为△C1=+0.8%LEL，扩展不确定度U1=1.0%（k=2）。将该台报警器送到广东省计量科学研究院检定，得到的示值误差测量结果为△C2=+1.0%LEL，扩展不确定度U2=1.0%（k=2）。两套计量标准得到的示值误差测量结果之差满足：

结论

综上所述，本文经验证可燃气体报警器的检定装置测量结果、测量的重复性与测量的不确定度，得出计量标准扩展的不确定度是1.0%，可以符合可燃气体报警器的检定规程要求。

参考文献

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